Типы онтогенеза
Различают два основных типа онтогенеза: прямой и непрямой. При прямом типе развития рождающийся организм в основном сходен со взрослым, а стадия метаморфоза отсутствует. При непрямом типе развития образуется личинка, отличающаяся от взрослого организма внешним и внутренним строением, а также по характеру питания, способу передвижения и ряду других особенностей. Во взрослую особь личинка превращается в результате метаморфоза. Непрямое развитие дает организмам значительные преимущества. Непрямое развитие встречается в личиночной форме, прямое — в неличиночной и внутриутробной.
Непрямой (личиночный) тип развития проходят многие виды беспозвоночных и некоторые позвоночные животные (рыбы, земноводные). У них в процессе развития формируются одна или несколько личиночных стадий. Наличие личинки обусловлено относительно малыми запасами желтка в яйцах этих животных, а также необходимостью смены среды обитания в ходе развития либо необходимостью расселения видов, ведущих сидячий, малоподвижный или паразитический образ жизни. Личинки живут самостоятельно, активно питаются, растут, развиваются. У них имеется ряд специальных провизорных, т.е. временных, отсутствующих у взрослых форм, органов.
В зависимости от особенностей метаморфоза непрямой (личиночный) тип развития может быть:
- с неполным превращением;
- с полным превращением.
При развитии с неполным превращением личинка постепенно утрачивает временные личиночные органы и приобретает постоянные, характерные для взрослой особи (например, кузнечики). При развитии с полным превращением личинка сначала превращается в неподвижную куколку, из которой выходит взрослый организм совершенно непохожий наличнику (например, бабочки).
Прямой неличиночный (яйцекладный) тип развития имеет место у ряда беспозвоночных, а также у рыб, пресмыкающихся, птиц и некоторых млекопитающих, яйца которых богаты желтком. При этом зародыш длительное время развивается внутри яйца. Основные жизненные функции у таких зародышей осуществляются специальными провизорными органами — зародышевыми оболочками.
Прямой внутриутробный тип развития характерен для высших млекопитающих и человека, яйцеклетки которых почти лишены желтка. Все жизненные функции зародыша осуществляются через материнский организм. Для этого из тканей матери и зародыша развивается сложный провизорный орган — плацента. Завершается этот тип развития процессом деторождения.
Проверим знания
Ключевые вопросы
1. Укажите продолжительность эмбрионального этапа развития человека: 20 недель; 28 недель; 40 недель; 45 недель. 2. Почему беременной женщине противопоказано курить? 3. Как называются клетки, образующиеся в результате дробления? В чем отличие дробления от обычного деления? 4. Назовите основные периоды развития зародыша человека. В каком периоде эмбрионального развития человека происходит дифференциация клеток? 5. Что такое критические периоды развития зародыша человека?
Сложные вопросы
1. Как условия и образ жизни матери влияют на формирование и развитие плода? 2. Какие факторы современной жизни могут повлиять на здоровье будущих детей? Объясните почему. 3. Как вы можете объяснить выражение «осознанное материнство и отцовство»? Что такое планирование беременности? Как оно способствует рождению здорового ребенка? 4. Как вы относитесь к возможности клонирования человека? 5. Используя материал учебного пособия, установите соответствие между понятием, его категорией и содержанием. Понятия: А — размножение; Б — яйцеклетки; В — сперматозоиды; Г — оплодотворение; Д — семенники; Е — матка; Ж — яичники. Категории: 1 — клетка; 2 — процесс; 3 — орган; 4 — железа. : а) слияние половых клеток; б) образуются в яичниках; в) воспроизведение себе подобных; г) предназначен для вынашивания плода; д) производят яйцеклетки; е) образуются в семенниках; ж) производит сперматозоиды.
Индивидуальное домашнее задание. Используя дополнительные источники информации, подготовьте презентацию на тему «Пороки развития плода как следствие нездорового образа жизни будущей матери».
Водные виды
К плацентарным животным относятся не только наземные млекопитающие, но и китообразные с ластоногими. Последние включают более 30 видов моржей, котиков и тюленей, которые большую часть своей жизни проводят в воде, выбираясь на сушу и лёд лишь во время линьки и размножения. Ластоногие являются объектами промысла, они дают пушнину, мясо, кожу и жир.
Также к отряду плацентарных относятся китообразные, которые включают более 80 видов. Это крупноразмерные животные, имеющие характерную рыбообразную форму тела. Передние конечности у них в процессе эволюции превратились в ласты, такие животные не имеют ушных раковин и шерстного покрова, но при этом слой подкожного жира может достигать у них 30 сантиметров и более. К этому отряду относятся не только разнообразные киты, но и кашалоты, дельфины и касатки.
Внезародышевые органы млекопитающих
Формирование внезародышевых органов: оболочек, желточного мешка и аллантоиса.
Птицы, рептилии и млекопитающие относятся к группе амниот — животных, эмбриональное развитие которых протекает во внезародышевых оболочках.
Всего внезародышевых оболочек (органов) четыре:
- Амнион;
- Хорион (сероза);
- Желточный мешок;
- Аллантоис.
Внезародышевые органы выполняют разные функции и различаются по тому, какие зародышевые листки участвуют в их формировании.
Амнион и хорион образуются из слоя клеток, образованно эктодермой и париетальным листком латеральной мезодермы, называемым соматоплеврой. По своему происхождению амнион и хорион являются соматоплевральными внезародышевыми оболочками.
Стенка желточного мешка и аллантоис образуются в результате разрастания слоя клеток, образованного энтодермой и висцеральным листком латеральной мезодермы – спланхноплеврой. По своему происхождению желточный мешок и аллантоис являются спланхноплевральными внезародышевыми органами.
Желточный мешок выполняет функцию органа питания.
Висцеральный листок мезодерме, входящий в состав стенки желточного мешка, развивает мощную систему кровесносных сосудов и капилляров, по которой питательные вещества из желточного мешка переносятся в тело зародыша. Жеоточный мешок соединяется со средней кишкой зародыша тонкой трубкой – желточным стебельком, внутри которого находится желточный проток.
Однако питательные вещества через желточный проток не поступают. В утилизации желтка участвуют клетки стенки желточного мешка. Сначала энтодермальные клетки расщепляют белки желтка яйца до растворимых аминокислот, которые потом поступают в кровеносные сосуды мезодермы и с кровотоком переносятся в тело зародыша.
Кроме того, желточный мешок является органом внезародышевого кроветворения. В мезодерме желточного мешка закладываются кровяные островки, которые дают первую генерацию клеток крови зародыша и являются источник стволовых кроветворных клеток. Последние мигрируют по внезародышевым кровеносным сосудам и заселяют кроветворные органы зародыша.
Амнион – внезародышевый орган,закладывается вместе с хорионом в виде складки на стенке зародышевого мешка в его головном отделе (головная амниотическая складка) в середине вторых суток инкубации.
Он состоит из внезародышевой эктодермы и париетального листка внезародышевой мезодермы. Складка из этих листков с течение третьих суток инкубации нарастает на тело зародыша до уровня поворота и вдоль его тела. На третьи сутки инкубации формируется хвостовая амниотическая складка, она начинает подниматься над хвостовой частью тела зародыша, достигая примерно уровня растущей хвостовой кишки.
К началу четвертых суток инкубации амниотические складки все больше нарастают над телом зародыша и покрывают его, образую сначала заметной величины отверстие, а затем смыкаются, оставляя узкое воронкообразное отверстие – сероамниотический проток.
Таким образом, над телом зародыша создается полость, которая через сероамниотический проток заполняется жидкой фракцией белка из белковой (третичной) оболочки яйца. С этого времени зародыш оказывается погруженным в жидкую среду, соответствующую водной среде обитания низших позвоночных животных.
Жидкость амниона примерно на 14-ые сутки инкубации становится дополнительным к желтку источником питания цыпленка непосредственно через формирующийся рот и желудочно-кишечный тракт.
Аллантоис формируется как дивертикул задней кишки зародыша, разрастающийся в полость экзоцелома и вытесняющий его. У птиц аллантоис представляет собой большой мешок, в котором накапливаются и хранятся до вылупления цыпленка токсические продукты метаболизма зародыша.
В основном это продукты азотистого обмена, накапливающиеся в виде солей мочевой кислоты.
Хорион (сероза) образует внешнюю внезародышевую оболочку эмбриона и выполняет защитную функцию. По мере разрастания аллантоиса висцеральная мезодерма, покрывающая его снаружи, прирастает к париетальной мезодерме хориона – формируется хориоаллантоис. В хориаллантоисной оболочке из материала висцеральной мезодермы формируется большое число кровеносных сосудов, формирующих густую капиллярную сеть.
Она осуществляет газообмен, то есть выполняет функцию дыхания зародыша. Хориоаллантоис обеспечивает также растворение кальция скорлупы, который необходим для остеогенеза, и его транспорт к зародышу.
Влияние условий окружающей среды на внутриутробное развитие ребенка
Развитие организма человека представляет собой сложное сочетание таких процессов, как деление клеток, их перемещение и взаимодействие, образование тканей и органов. Любое нарушение этих процессов может вызвать пороки развития эмбриона или плода. Такие нарушения могут возникать под воздействием различных повреждающих факторов. К факторам риска развития врожденных пороков относятся: ионизирующее излучение, вирусные и бактериальные инфекции, патогенные микроорганизмы, гельминты, некоторые лекарственные препараты, алкоголь, курение, наркотики, недостаточное питание, профессиональные вредности, поздний материнский возраст, недостаточный медицинский контроль.
! Это интересно
Ионизирующая радиация вызывает изменения в наследственном аппарате клеток и появление мутаций. Также опасность представляют вирусы и бактерии. Например, у женщин, перенесших вирусную краснуху в первом триместре беременности, часто рождаются дети с болезнями сердца, глухотой, катарактой (помутнение хрусталика глаза). Возбудитель сифилиса способен вызвать врожденную глухоту. Кроме того, у родителей, злоупотребляющих алкоголем, дети рождаются со специфическим комплексом уродств и пороков: задержкой в физическом и умственном развитии, различными черепно-мозговыми уродствами, пороками сердца, дефектами конечностей и др. На детородные функции человека влияет курение и злоупотребление наркотиками: у курящих женщин на треть увеличивается риск бесплодия, а у мужчин курение вызывает значительное снижение половой потенции. Главный вред табачный дым наносит зародышу. Большинство детей, рожденных курильщиками, появляются на свет с различными нарушениями — масса их тела меньше нормы, они отстают в психическом развитии, у них высок процент внезапной смерти. Большую опасность для развития плода представляют некоторые лекарственные препараты (барбитураты, тетрациклины, варфарин и др.).
Нарушения в развитии чаще вызывают те факторы, которые действуют в определенные критические периоды, когда эмбрион или плод максимально чувствительны к определенным воздействиям. У человека критическими периодами эмбрионального развития являются: оплодотворение; внедрение бластоцисты в стенку матки (7—8-й дни эмбриогенеза); развитие комплекса осевых органов и плаценты (3—8-я недели); развитие головного мозга (15—20-я недели); формирование основных систем организма, в том числе половой (20—24-я недели).
Критические периоды онтогенеза человека
Критическими называются периоды онтогенеза, когда развивающийся организм особенно подвержен действию различных вредящих факторов, в первую очередь, стрессов, химических препаратов, различного рода излучений и др. К критическим периодам относятся:
1) овогенез и сперматогенез — период развития половых клеток;
2) оплодотворение;
3) имплантация зародыша (7-8-есутки развития);
4) смыкание нервной трубки (4-я неделя развития);
5) образование комплекса осевых зачатков органов и формирование плаценты (3-8-я недели развития);
6) стадия усиленного роста головного мозга и дифференцировки нервной ткани (15-22-я недели);
7) дифференцировка полового аппарата и формирование основных функциональных систем (20-24-янеделя);
рождение;
9) период новорожденности (до1 года);
10) половое созревание (11-16 лет).
К размышлению
Эти трубки затем сливаются в непарное простое трубчатое сердце, расположенное в области шеи…
Возрастные периоды развития человека
3.1 Период новорожденности
Сразу после рождения наступает период, называемый периодом новорожденности. Основанием для этого выделения служит тот факт, что в это время имеет место вскармливание ребенка молозивом в течение 8-10 дней…
Возрастные периоды развития человека
3.2 Грудной период
Следующий период — грудной — продолжается до года. Начало этого периода связано с переходом к питанию «зрелым» молоком. Во время грудного периода наблюдается наибольшая интенсивность роста…
Возрастные периоды развития человека
3.6 Подростковый период
Следующий период — подростковый — называется также периодом полового созревания, или пубертатным периодом. Он продолжается у мальчиков с 13 до 16 лет, у девочек — с 12 до 15 лет…
Закон радиоактивного распада
2. Период полураспада
Период полураспада квантовомеханической системы (частицы, ядра, атома, энергетического уровня и т. д.) — время TЅ, в течение которого система распадается с вероятностью 1/2. Если рассматривается ансамбль независимых частиц…
Наблюдение за медоносной пчелой
2.1 Ранневесенний период
В годичном цикле пчелиной семьи характеризуется значительным обновлением зимовавших пчёл новым их поколением. Этот процесс начинается с первой кладки яиц маткой. Вначале матка откладывает в течение суток 20-30 яиц…
Научные революции ХХ века
2. Вторая половина XX в. — период стремительного развития науки и техники
В середине века наряду с физикой лидируют науки, смежные с естествознанием, — космонавтика, кибернетика, а также химия. Главной задачей химии становится получение веществ с заданными свойствами (материалы для электроники)…
Общая биология
Индивидуальное развитие организма, или онтогенез, — это совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпеваемых организмом от момента его зарождения до смерти…
Половое поведение собак в онтогенезе
1.2.1 Пренатальный период
Поведение эмбриона является во многих отношениях основой всего процесса развития поведения в онтогенезе. Как у беспозвоночных, так и у позвоночных установлено…
Половое поведение собак в онтогенезе
1.2.2 Постнатальный период
Пренатальный (он же эмбриональный или внутриутробный) период развития животного завершается родами. После момента рождения начинается постнатальный (он же послеутробный или постэмбриональный) период…
Половое поведение собак в онтогенезе
1.2.4 Ювенильный период
После четырех месяцев у детеныша начинается новый период онтогенеза — ювенильный, или как его иначе называют, подростковый или предадультный, т.е. предшествующий взрослению. Он продолжается вплоть до периода полового созревания…
Размножение
2.2 Постэмбриональный период развития
В момент рождения или выхода организма из яйцевых оболочек заканчивается эмбриональный и начинается постэмбриональный период развития. Постэмбриональное развитие может быть прямым или сопровождается превращением (метаморфозом)…
Эволюция групп организмов
Эволюционная теория учение об общих закономерностях и движущих силах исторического развития живой природы. Цель этого учения: выявление закономерностей развития органического мира для последующего управления этим процессом…
Этапы онтогенеза высших растений
1. Эмбриональный этап
Эмбриональный этап онтогенеза растения семенных растений охватывает развитие зародыша от зиготы до созревания семени включительно. Рисунок 1…
Биология Периодизация и раннее эмбриональное развитие
ЭМБРИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ И ЧЕЛОВЕКА
Изучение пренатального и, в частности, эмбрионального развития человека очень важно, так как помогает лучше понять взаимосвязи между органами и механизмы возникновения врожденных пороков развития. В эмбриональном развитии разных видов млекопитающих есть общие черты, но существуют и различия
У всех плацентарных, к примеру, процессы раннего эмбриогенеза существенно отличаются от таковых, ранее описанных у других позвоночных. Вместе с тем и среди плацентарных есть межвидовые особенности.
Дробление зиготы человека характеризуется следующими чертами. Плоскость первого деления проходит через полюса яйцеклетки, ᴛ.ᴇ. , как и у других позвоночных, является меридианной.
Основные понятия
К плацентарным млекопитающим относятся виды, которые имеют специальный орган — плаценту. Именно через нее в утробе матери сначала яйцеклетка, а затем и формирующийся плод получают все необходимые питательные вещества. Считается, что наличие плаценты — прогрессивная черта различных животных, что позволяет им иметь крайне сложное внутреннее строение с многочисленными органами. При этом на свет появляются уже сформированные детёныши, которые быстро развиваются и растут.
В систематике всех видов млекопитающих принято выделять 2 основных подкласса, к которым относятся первозвери и настоящие звери. Первая категория — яйцекладущие животные, в том числе ехидна и утконос. Учёные отмечают, что это переходный тип от простейших видов к сложным высокоорганизованным млекопитающим. Для настоящих зверей характерно живорождение и внутриутробное развитие. В этой большой группе принято различать низшие и плацентарные виды. К первым относятся сумчатые, у которых беременность проходит крайне быстро, а детеныш рождается недоразвитым.
Основные признаки плацентарных животных:
- наличие трёх видов зубов;
- формирование вокруг плода плаценты;
- постоянная высокая температура тела;
- развитые полушария переднего мозга;
- отсутствие сумчатых костей.
Именно наличие выраженного переднего мозга и отличает плацентарных животных от других видов. Кора полушарий может состоять из многих слоев клеток с четко выраженными центрами высшей нервной активности. Температура тела у плацентарных видов колеблется от 36,5 до 38 градусов, тогда как у сумчатых этот показатель составляет 34−35 градусов, у первозверей от 25 до 30 градусов тепла. Большинство рожает уже полностью сформированных детенышей, а у отдельных представителей они практически сразу имеют частичную самостоятельность.
Плацента
Плацента является временным органом, существующим только в период беременности. Образуется она из клеток материнского и детского организма и является как бы переходным участком между ними.
Слово плацента имеет греческое происхождение и переводится как «лепёшка», т. к. внешне похожа на диск.
Функции плаценты:
- осуществляет газообмен между материнской кровью и кровью детёныша;
- через неё транспортируются питательные вещества из организма матери в организм зародыша;
- вырабатывает вещества (гормоны), регулирующие рост детёныша
После родов плацента выходит вместе с детёнышем во внешнюю среду.
Рис. 2. Детёныш млекопитающего в матке.
Большинство самок млекопитающих после родов съедают свою плаценту, т. к. в ней содержатся вещества, необходимые для восстановления организма после периода беременности.
У сумчатых животных также есть плацента, но она зачаточная и быстро рассасывается. В результате детёныши сумчатых рождаются недоразвитыми. Следовательно, плацента способствует развитию плода.
Среди плацентарных детёныши рождаются с разной степенью развитости. Например, кролики и зайцы относятся к одному отряду, но зайцы рождаются зрячими, а кролики слепыми и голыми.
Рис. 3. Новорожденные крольчонок и зайчонок.
Что мы узнали?
К плацентарным млекопитающим относятся все звери, кроме сумчатых и яйцекладущих. Особенностями размножения плацентарных млекопитающих являются: вынашивание детёнышей в матке, образование из плодных оболочек и тканей матки плаценты, обеспечивающей оптимальное питание детёнышей, живорождение.
-
/5
Вопрос 1 из 5
К плацентарным относятся:
- все млекопитающие кроме первозверей
- все млекопитающие кроме сумчатых
- все млекопитающие кроме сумчатых и первозверей
- все млекопитающие
Эволюционное развитие
После исчезновения динозавров, которые в конце мелового периода доминировали на планете, для небольших по своему размеру млекопитающих открылись новые экологические ниши и жизненные пространства. В это время уже отделились континенты, поэтому формирование видов происходило в определённой изоляции друг от друга. Известно, что в Австралии и Южной Америке доминировали сумчатые, а на других материках начали широко распространяться различные плацентарные животные.
Считается, что самым древним животным, у которого возникла плацентарность, можно назвать юрамайю, окаменелости которой были найдены в китайской провинции Ляонин в отложениях, относящихся к юрскому периоду. Именно в промежуток от 140 до 170 миллионов лет назад появилось разделение млекопитающих. Многие виды, у которых развитие плода происходило внутри утробы с использованием плаценты, получили возможность быстро размножаться и доминировать на планете.
В течение ближайших 50−70 миллионов лет появились разнообразные виды плацентарных млекопитающих, которые имели общее историческое происхождение и отличались своими отдельными генами. В зависимости от климата такие животные были как небольшими по размеру, так и огромными гигантами, в том числе слонами, гиппопотамами и носорогами с жирафами.
Классификация животных
На сегодняшний день плацентарные виды являются самой разнообразной и распространённой среди всех млекопитающих. Ученые биологи выделяют 4 основных надотряда, которые отличаются от пресмыкающихся внешностью, особенностями строения и имеющимися генами. Характерной особенностью млекопитающих является живорождение и их особый онтогенез.
К этой группе млекопитающих относятся 18 больших отрядов. Животные характеризуются длительным периодом вынашивания детенышей: у слонов срок беременности может достигать почти 2 лет. Это высокоорганизованные виды, отличающиеся увеличенным размером мозга, к ним также относится человек, способный жить в социуме и имеющий развитое мышление.
Классификация плацентарных животных:
- афротерии;
- неполнозубые;
- бореозутерии;
- плацентарные грызуны.
К афротериям относится немногочисленная группа млекопитающих, обитающих в Африке и на Аравийском полуострове. Представителями этого обширного семейства являются даманы, трубкозубы, хоботовые млекопитающие и сирены. Неполнозубые включают 2 отряда и 29 видов, к ним относятся животные, обитающие в Южной, Северной и Центральной Америке.
Бореозутерии — инфракласс млекопитающих, проживающих в тропиках. К ним относятся таксоны и другие небольшие виды. Эта группа была выделена в результате проведённых молекулярных исследований животных, что и позволило определить их уникальность. Также выделяют разнообразных плацентарных грызунов, к которым относятся зайцеобразные, шерстокрылы и ряд других родов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Обобщая изложенные доказательства реального существования данного феномена в виде
лимитированной величины удельных затрат энергии 88 видов плацентарных млекопитающих,
вычисленной на основании значений фактических суточных затрат энергии или норм суточных
потребностей энергии взрослыми видами, установлен параметр энергетической емкости
постнатального онтогенеза плацентарных млекопитающих в 4926.7 ± 162.3 МДж/кг/МПЖ.
Онтогенетическое развитие млекопитающих приобрело энергетическую размерность и энергетическую
меру для онтогенеза видов данного класса. В таком случае, приняв весь онтогенез видов
за единицу с энергозатратами, примерно равными 5000 МДж/кг/МПЖ, расход энергии в 100
кДж/кг массы тела животного или человека будет мерой, соизмеримой с 1/50 000 частью
постнатального развития плацентарного млекопитающего.
Наличие энергетической размерности онтогенетического развития плацентарных млекопитающих
и удельной энергетической тождественности онтогенеза видов могут послужить в дальнейшем
основанием для возможного адекватного переноса на человека получаемых результатов
по количественному влиянию пищи на продолжительность жизни видов млекопитающих, сходных
с человеком по характеру обмена веществ.